DD281406A5 - Verkokungseinsatzgut fuer die verkokung unter schuettbedingungen und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verkokungseinsatzgut auf der Basis von nichtbackenden Steinkohlen fuer die Verkokung unter Schuettbedingungen sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung. Das Verkokungseinsatzgut ist allein, aber auch im Gemisch mit backenden Steinkohlen zur Herstellung von stueckigen festen Steinkohlenkoks geeignet. Ziel der Erfindung ist es, teure backende Steinkohlen bei der Herstellung von Stueckkoks im Schuettbetrieb vollstaendig durch nichtbackende Steinkohlen zu ersetzen. Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, ein auf nichtbackenden Steinkohlen und billigen Bindemitteln basierendes Verkokungseinsatzgut fuer die Steinkohlenstueckkoksproduktion zu entwickeln, das auf technologisch einfache Weise unter Ausschlusz von Heiszmischprozessen und aufwendigen Nachbehandlungsstufen des Mischgutes herstellbar ist. Erfindungsgemaesz wird die technische Aufgabe dadurch geloest, dasz das Verkokungseinsatzgut aus 55-70 * nichtbackenden Steinkohlen mit einem Feuchtegehalt von kleiner 4% und 30-45 * Extraktionsrueckstand aus der tiefen Erdoelspaltung homogen zusammengesetzt ist, wobei die Koernung des Verkokungseinsatzgutes zwischen 0-0,5 und 0-3 mm liegt. Der eingesetzte Extraktionsrueckstand faellt bei der mehrstufigen thermischen Spaltung des schweren Rueckstandes der Vakuumdestillation von Erdoel an.{Stueckkoks; Verkokung unter Schuettbedingungen; nichtbackende Steinkohlen; erdoelstaemmige Bindemittel}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verkokungseinsatzgut auf der Basis von nichtbackenden Steinkohlen für die Verkokung unter Schüttbedingungen sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung. Das Verkokungseinsatzgut ist allein, aber auch im Gemisch mit backenden Steinkohlen, zur Herstellung von festen stückigen Steinkohlenkoks geeignet.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Die Einsparung von Steinkohlen mit hohem Backvermögen ist wegen ihres hohen Preises und d6r immer geringer werdenden Ressourcen bei gleichzeitig steigendem Bedarf an Steinkohlenstückkoks eine weltweit vordringlich zu lösende Aufgabe. Es wurden zahlreiche Verfahrensvorschläge erarbeitet, dutch die der maximal zulässige Anteil der nichtbackenden Kohlenstoffträger, der an sich bei der Erzeugung von hochwertigem Steinkohlenstückkoks sehr gering ist, durch den zusätzlichen Einsatz von Bindemitteln erhöht werden kann. Als Bindemittel finden neben Sulfitablauge überwiegend Steinkohlenteer und/ oder hochsiedende Produkte der Teer- und Erdölverarbeitung oder Öle Verwendung, die mit feinzerkleinerten nichtbackenden Kohlenstoffträgern wie nichtbackende Steinkohlen, Braunkohlen und/oder Koksgrus zu einem Zwischenprodukt vermischt werden. Dieses Zumischprodukt wird in einer zweiten Verfahrensstufe der backenden Steikohle zudosiert und mit dieser vermischt. Die beschriebene Verfahrensweise besitzt den Nachteil, daß der maximal zulässige Anteil an nichtbackenden Kohlenstofffasern noch relativ gering bleibt, weil durch die viskosen Bindemitte! nur eine unzureichende Vermischung der Einsatzstoffe erreicht wird. Außerdem verringert sich durch die Bindemittelbrücken zwischen den Feststoffteilchen die Schüttdichte des Zumischproduktes, wodurch bekanntlich die Ausbildung eines festen Stückkoksverbandes sehr negativ beeinflußt wird. Diese Nachteile wurden im DD-WP 230017 beseitigt, indem der nichtbackende Kohlenstoffiräger mit einem kohle- und/oder erdölstämmigen Bindemittel vermischt und mit backender Steinkohle bepudert wird. Durch dieses Verfahren kann der Anteil an nichtbackendem Kohlenstoffträger a-jf maximal 30% erhöht werden. Nachteilig wirkt sich jedoch der hohe prozeßtechnische Aufwand bei der Herstellung des Zumischproduktes aus.

AH diese Verfahren sind mit dem Nachteil behattet, daß für die Herstellung der Zumischprodukte wertvolle kohle- bzw. erdölstämmige Bindemittel benötigt werden. Nachteilig wirkt sich außerdem aus, daß die Vermischung der nichtbackenden

Kohlenstoffträger mit diesen Bindemitteln bei hohen, von der Art des Bindemittels abhängigen Temperaturen von etwa 70 bis 15O⁰C durchgeführt werden muß, weil die Bindemittel erst durch die Aufwärmung so dünnflüssig werden, daß die notwendige homogene Verteilung cuf die Oberfläche der nichtbackenden Kohlenstoffträger erreicht wird.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, teure beckende Steinkohlen bei der Herstellung von Stückkoks im Schüttbetrieb vollständig durch nichtback6nde Steinkohlen zu ersetzen, wobei die nichtbackenden Steinkohlen auf ökonomische Art und Weise in eine geeignete Einsatzform übsriührbar sein sollen und die Qualitätsparameter des Stückkokses beibehalten werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, ein auf nichtbackenden Steinkohlen und billigen Bindemitteln basierendes Verkokungseinsatzgut für die Steinkohlenstückkoksproduktion im Schüttbetrieb zu entwickeln, das auf technologisch einfache Weise unter Ausschluß von Heißmischprozessen und aufwendigen Nachbehandlungsstufen des Mischgutes herstellbar ist. Erfindungsgemäß wird die technische Aufgabe dadurch gelöst, daß das Verkokungseinsatzgut aus 55-70 Ma.-% nichtbackenden Steinkohlen mit einem Feuchtegehalt von kleiner 4% und 20-45Ma.-% Extraktionsrückstand aus der tiefen Erdölspaltung homogen zusammengesetzt ist. Der enthaltene Extraktionsrückstand wird nach einer speziellen Technologie aus den schweren Rückständen der Vakuumdestillation von Erdöl erzeugt. Für die Herstellung des Extraktionsrückstandes der tiefen Erdölspaltung ist kennzeichnend, daß der schwere Rückstand aus der Vakuumdestillation von Erdöl zunächst durch mehrstufige thermische Spaltung zu insgesamt 40-65% in unter 509⁰C siedende Produkte überführt wird, wobei jede nachfolgende thermische Krackstufe mit niedrigerem Druck, niedrigerer Temperatur und mit einer längeren Verweilzeit gefahren wird, wobei nach jeder Krackstufe > iTtwandlungsprodukte abgetrennt werden und d ir Rückstand der letzten Krackstufe mit leichten Kohlenwasserstoffen zu etwa 50% extrahiert wird. Der verbleibende Extraktionsrückstand ist als Bindemittel für die Verkokung von nichtbackenden Steinkohlen in Verkokungsöfen mit Schüttbetrieb auch dann geeignet, wenn der Rückstand der letzten Krackstufe gemeinsam mit Anteilen des Rückstandes einer oder mehrerer andeier Krackstufen mittels leichter Kohlenwasserstoffe extrahiert wird.

Die Anzahl der thermischen Krackstufen beträgt vorzugsweise 2, wobei die erste Stufe bei einem Druck von etwa 1,4 MPa, einer Temperatur von etwa 425⁰C sowie einer Verweilzeit von etwa 20 Minuten und die zweite Krackstufe bei nahezu atmosphärischem Druck, einer Temperatur von etwa 400⁰C und einer Verweilzeit von 60 Minuten mit etwa 15% Dampfzugabe, bezogen auf das Einsatzgut, betrieben werden.

Für den Erfolg der verfahrenstechnischen Lösung ist weiter entscheidend, daß die Körnung des Verkokungseinsatzgutes zwischen 0-0,5 mm bis 0-3 mm liegt, vorzugsweise 0-1 mm. Das Verkokungseinsatzgut wird vorzugsweise durch gemeinsame Zerkleinerung der nichtbackenden Steinkohlen mit dem Extraktionsrückstand aus der tiefen Erdölspaltung auf die erfindungsgemäße Körnung cder durch homogene Vermischung der auf die genannte Körnung zerkleinerten nichtbackenden Steinkohlen mit pulverisierten Extraktionsrückstand erzeugt. Bei der Verarbeitung von nichtbackenden Steinkohlen mit einer Körnung von kleiner 0-0,5mm wird das homogene Gemisch aus nichtbackenden Steinkohlen und Extraktionsrückstand mit Preßdrücken von etwa 30-60 MPa verdichtet und das verdichtete Mischgut anschließend auf eine Granulatkörnung von 0-0,5 bis 0-10 mm, vorzugsweise 0-4 mm, zerkleinert. Diese Granulierung ist notwendig, um eine für die Verkokung optimale Schüttdichte zu erhalten.

Das Verkokungseinsatzgut wird in bekannten Verkokungsöfen mit Schubbetrieb verkokt; und es entsteht ausschließlich aus nichtbackenden Steinkohlen ein großstückiger Koks mit einer hohen Abriebfestigkeit von größer 70%. Dabei ist die Verkokung gemeinsam mit backenden Steinkohlen möglich, aber erfindungsgemäß nicht erforderlich. Der Vortoil des erfindungsgemäßen Verkokungseinsatzgutes besteht darin, daß ausschließlich billige nichtbackende Steinkohlen und ein bisher nicht veredelbarer Extraktionsrückstand aus der tiefen Erdölspaltung enthalten sind, wobei die Koksqualität in keiner Weise dem Koks aus backenden Steinkohlen nachsteht. Boim erfindungsgemäßen Verfahren sind Heißmischprozesse ausgeschlossen und aufwendige Nachbehandlungsstufen für das Mischgut nicht erforderlich.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll anhand von drei Beispielen näher erläutert werden:

Beispiel 1

Der schwere Rückstand der Vakuumdestillation von Erdöl wird einer zweistufigen thermischen Spaltung unterworfen, wobei die erste Krackstufe mit einem Druck von 1,4MPa, einer Temperatur von 4?5°C und einer Verweilzeit von 20 Minuten und die zweite Krackstufe mit nahezu atmosphärischem Druck, einer Temperatur von 40O⁰C und einer Verweilzeit von 1 Stunde mit 15% Dampfzugabe, bezogen auf den Einsatz, betrieben wird und Umwandlungsprodukte nach jeder Spaltstufe abgetrennt werden. Der Rückstand der zweiten Krackstufe wird mit leichten Kohlenwasserstoffen zu 50% extrahiert. 35Ma.-% dieses Extraktionsrückstandes und 65 Ma.-% nichtbackende Gasflammkohle mit einem Feuchtgehalt von 2% werden gemeinsam auf eine technische Körnung von 0-1 mm mit 10% Überkorn zerkleinert und das erhaltene Mischgut als Verkokungseinsatzgut in Verkokungsöfen mit Schüttbetrieb eingesetzt. Es wird ein großstückiger Koks mit einer Abriebfestigkeit von M40 = 82% erhalten.

Beispiel 2

65Ma.-% nichtbackende Gasflammkohle mit einem Feuchtgehalt von 2,5% und einer Körnung von 0-0,3 mm werden mit 35 Ma.-% Extraktionsrückstand nach Beispiel 1, der eine Körnung von 0-0,5mm aufweist, homogen vermischt. Das Mischgut wird mit Walzenpressen mit einem Preßdruck von 50MPa verdichtet und das verdichtete Gut auf eine Körnung von 0-4 mm zerkleinert. Aus diesem Granulat entsteht bei der Verkokung in Verkokungsöfen mit Schüttbetrieb ein großstückiger Koks mit einer Abriebfestigkeit von M40 = 83%.

Beispiel 3

65Ma.-% Antrazit mit einem Feuchtgehalt von 1 % und einer Körnung von 0-0,2 mm werden mit 35Ma.-% Extraktionsrückstand nach Beispiel 1, der eine Körnung von 0-0,5 mm aufweist, homogen vermischt. Das Mischgut wird mit Walzenpressen mit einem Preßdruck von 60 MPa vedichtet und das verdichtete Gut auf eine Körnung von 0-4 mm zerkleinert. Aus diesem Granulat entsteht bei der Verkokung in Verkokungsöfen mit Schüttbetrieb ein großstückiger Koks mit einer Abriebfestigkeit von M 40 = 81 %.

Claims (7)

1. Vei ok, - ..··; >;;isatzgut für die Verkokung unter Schüttbedingungen, das nichtbackende Steinkohlen und erdölstämmige Produkte enthält, gekennzeichnet dadurch, daß es aus 55-70 Ma.-% nichtbackenden Steinkohlen mil einem Feuchtegehalt von kleiner 4% und 30-45 Ma.-% Extraktionsrückstand aus der tiefen Erdölspaltung homogen zusammengesetzt ist, wobei die Körnung des Verkokungsgutes zwischen 0-0,5 und 0-3 mm liegt.

2. Verfahren zur Herstellung des Verkokungseinsatzgutes nach Anspruch Ί, gekennzeichnet dadurch, daß der schwere Rückstand aus der Vakuumdestillation von Erdöl zunächst durch mehrstufige thormische Spaltung zu insgesamt 40-65% in unter 500°C siedende Produkte überführt wird, wobei jode nachfolgende thermische Krackstufe mit niedrigerem Druck, niedrigerer Temperatur und mit einer längeren Verweilzeit gefahren wird, nach jeder Krackstufe Umwandlungsprodukte abgetrennt werden und etwa 50% des Rückstandes der letzten Krackstufe mit leichten Kohlenwasserstoffen als Extraktionsmittel extrahiert werden und der so erhaltene Extraktionsrückstand in Anteilen von 30-45Ma.-% den nichtbackenden Steinkohlen zugemischt und das Mischgut gegebenenfalls granuliert wird

3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Rückstand der letzten Krackstufe gemeinsam mit Anteilen der Rückstände der anderen Krackstufen mittels leichter Kohlenwasserstoffe extrahiert werden kann.

4. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß der schwere Rückstand aus der Vakuumdestillation von Erdöl einer zweistufigen thermischen Spaltung unterworfen wird, wobei die erste Krackstufe mit einem Druck von etwa 1,4MPa, einer Temperatur von etwa 425°C und einer Verweilzeit von etwa 20 Minuten und die zweite Krackstufe mit nahezu atmosphärischem Druck, einer Temperatur von etwa 400⁰C und einer Verweilzeit von etwa 60 Minuten mit etwa 15% Dampfzugabe, bezogen auf den Einsatz, betrieben wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß die nichtbackenden Steinkohlen mit dem Ex'uektionsrücks'.and durch gemeinsame Zerkleinerung auf eine Korngröße zwischen 0-0,5 und 0-3 mm homogenisiert werden.

6. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß hinreichend zerkleinerte nichtbackende Steinkohlen mit dem rjulverisierten Extraktionsrückstand homogenisiert werden.

7. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß beim Einsatz von nichtbackenden Steinkohlen mit einer Körnung von kleiner 0-0,5 mm das Mischgut mit etwa 30-60MPa verdichtet und das verdichtete Mischgut auf eine Korngröße von 0-10mm zerkleinert wird.